DER DIGITALE ZWILLING ALS - SPRUNGBRETT
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WHITEPAPER
DER DIGITALE ZWILLING ALS
SPRUNGBRETT
FÜR DIE DIGITALISIERUNG
Den digitalen Zwilling verstehen, umsetzen
und dessen Komplexität beherrschen
Eine Kooperation der PROSTEP AG und 3DSE
Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Inhalt
Der digitale Zwilling als Sprungbrett für die Digitalisierung......................................... 2
Geschäftsprozesse und -modelle neu denken.............................................................. 3
Kerndaten im Zentrum der digitalen Transformation.................................................. 4
Die Dateiverwaltung in heutigen PLM-Infrastrukturen................................................ 5
Die PLM-Fähigkeiten im Kontext der Digitalisierung.................................................... 6
Der digitale Zwilling repräsentiert eine reale Entität................................................... 7
Es gibt nicht den einen digitalen Zwilling..................................................................... 8
Der digitale Zwilling begleitet den Produktlebenszyklus............................................. 9
Unterschiedliche Anwendungsfälle des digitalen Zwillings....................................... 10
Informationsflüsse zwischen den digitalen Zwillingen............................................... 11
Referenzmodell für Shared digital Enterprise Services.............................................. 12
Die Shared Services als Rahmen für den digitalen Zwilling........................................ 13
Der digitale Zwilling wird zum beherrschenden Thema............................................ 14
3DSE und PROSTEP: Partner für den digitalen Zwilling.............................................. 15
www.prostep.com | www.3DSE.de
Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Der digitale Zwilling als Sprungbrett für die Digitalisierung
Unternehmen in allen Branchen müssen sich digital transformieren, um in einer Welt, die immer digitaler
wird, wettbewerbsfähig zu bleiben. Grundlage dieser digitalen Transformation ist, neben dem entspre-
chenden Mindset, die konsequente Nutzung digitaler Technologien zur Steigerung der operationalen Effizi-
enz sowie die Ausschöpfung des in den Daten steckenden Potentials für die Entwicklung neuer Geschäfts-
modelle. Ein wichtiger Hebel zur Steigerung der Wertschöpfung ist der digitale Zwilling. Er verbindet die
digitale Welt der Produktentwicklung und Produktionsplanung mit der realen Welt von Produktion und
Betrieb. Digitale Zwillinge stehen deshalb im Mittelpunkt vieler Digitalisierungsinitiativen quer durch alle
Industriebereiche.
Dieses Whitepaper erläutert die organisatorischen und technischen Grundlagen eines
zukunftsfähigen Digitaler-Zwilling-Konzepts. Es fasst die wesentlichen Erkenntnisse einer umfassenden
Konzeptstudie über den digitalen Zwilling zusammen, die die Beratungshäuser 3DSE und PROSTEP mit
Airbus Defence & Space erarbeitet haben. Ausgangspunkt war dabei die Idee, den digitalen Zwilling in
der bestehenden PLM-Landschaft zu verorten. Die Studie zeigte jedoch, dass eine andere Art von IT-
Umgebung mit zusätzlichen PLM-Fähigkeiten erforderlich ist, um die unterschiedlichen Ausprägungen
des digitalen Zwillings bereitstellen und managen zu können. Die Anforderungen an den digitalen
Zwilling sind in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Verteidigung möglicherweise komplexer als in
anderen Industrien, lassen sich aber in den Grundzügen auch auf Unternehmen in anderen Branchen
übertragen.
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Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Geschäftsprozesse und -modelle neu denken
Die digitale Transformation ist bei Weitem kein reines IT-Thema, sondern erschüttert die Unternehmen in
ihren Grundfesten. Der Einsatz digitaler Werkzeuge verändert die Arbeitsweisen der Anwender nachhaltig
und weckt zugleich Ansprüche daran, wie künftig damit gearbeitet werden soll. Die Digitalisierung stellt die
Geschäftsprozesse und-praktiken in Entwicklung, Produktion und Service in Frage. Die Unternehmen benö-
tigen innovative und schlanke Prozesse sowie selbstlernende Systeme, um agil auf die Herausforderungen
hoher Volatilität reagieren zu können. Sie müssen sowohl unternehmensintern als auch in der Supply Chain
(Extended Enterprise) enger zusammenarbeiten. Das erfordert eine teilweise Neudefinition der Beziehun-
gen und Schnittstellen zwischen OEMs und Zulieferern.
Gleichzeitig müssen die Unternehmen ihre bestehenden Geschäftsmodelle überdenken, um ihre Produkte
um zusätzliche Mehrwertdienste zu ergänzen oder sogar ganzheitlich als Service anzubieten. Vorbild sind
die digitalen Champions, die nicht mehr (ihre) Produkte in den Mittelpunkt ihres Geschäftsmodells stellen,
sondern die Daten, die sie sammeln. Bei smart vernetzten Produkten muss die klassische Grenze zwischen
Entwicklung/Produktion und Betrieb beseitigt werden. Insbesondere die Hoheit über die Daten, die in Ent-
wicklung/Produktion und Betrieb anfallen, muss gezielt gesteuert und organisiert werden.
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Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Kerndaten im Zentrum der digitalen Transformation
Im Zentrum der digitalen Transformation stehen die Kerndaten beziehungsweise die Fähigkeit, mit diesen
Daten effizient umzugehen und sie etwa für neue Services beziehungsweise den Übergang von einem
produkt- zu einem serviceorientierten Geschäftsmodell zu nutzen. Kerndaten sind im betrachteten Kon-
text die Daten in ihrer „atomaren“ Form, so wie sie mit den originären Autorensystemen erzeugt werden.
Das ist eine deutliche Erweiterung gegenüber den Metadaten, auf deren Management sich derzeit noch
viele bestehende PLM-Infrastrukturen beschränken. Kerndaten können zum Beispiel Anforderungen, Ar-
chitekturmodelle, funktionale Beschreibungen, Elektrik/Elektronik- (E/E) und Hardware-Modelle etc. sein.
Die Herausforderung beim Aufbau eines digitalen Zwillings besteht darin, diese Daten sauber strukturiert
abzulegen und zu verlinken, um Zusammenhänge transparent zu machen. Die Beherrschung und Zugäng-
lichkeit der Kerndaten ist nicht nur die Voraussetzung für Digitaler-Zwilling-Anwendungen, sondern auch
für den Einsatz von intelligenten Assistenzsystemen oder für die Auswertung der Daten mit Hilfe von (Big)
Data Analytics.
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Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Die Dateiverwaltung in heutigen PLM-Infrastrukturen
Die heutigen PLM-Infrastrukturen erheben zwar den Anspruch, die Daten der verschiedenen Engineering-
Disziplinen zu managen, werden allerdings kaum den erweiterten Anforderungen an das Management
der Kerndaten gerecht. Sie verwalten nur Dateien, Dokumente oder komplette Modelle und unterstützen
damit Kernprozesse wie die Versionsverwaltung, das Konfigurationsmanagement und die unternehmens-
weite Bereitstellung. Die eigentlichen Kerndaten sind jedoch nicht beziehungsweise nur über das jeweilige
Autorensystem zugänglich und können deshalb auch nicht systemübergreifend verlinkt und prozessdurch-
gängig genutzt werden. Dazu müssten die PLM-Infrastrukturen in der Lage sein, tiefer in die Dateien hi-
neinzuschauen, das heißt, nicht nur den Container (Datei) zu managen, sondern auch dessen Inhalt zu
verstehen.
Ein weiteres Problem ist, dass aktuelle IT-Infrastrukturen die PLM-Prozesse entlang des Produktlebenszyk-
lus meist nur in eine Richtung unterstützen. Parallel zur etablierten Unterstützung der Produktentwicklung
bis zur Betriebsphase, benötigt die Industrie heute eine stärkere Quer-Verlinkung der Prozesse und das
Zurückspielen von Daten aus späteren Lebenszyklusphasen beziehungsweise Prozessschritten in frühere
Phasen. Es stellt sich die drängende Frage, ob und wie die etablierte PLM-Landschaft für die Bereitstellung
des digitalen Zwillings befähigt werden kann.
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Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Die PLM-Fähigkeiten im Kontext der Digitalisierung
Die bestehenden PLM-Landschaften decken im Wesentlichen das klassische Produktdatenmanagement
(PDM) mit den Funktionen für Versionsverwaltung und Konfigurationsmanagement sowie das Manage-
ment von formalen PLM-Prozessen wie Freigabe, Change Management oder die Zertifizierung beziehungs-
weise die Sicherstellung der Compliance ab. Diese beiden unteren Ebenen müssen in zukunftsfähigen Kon-
zepten um zwei weitere Schichten mit gemeinsam genutzten digitalen Diensten (PLM 3 und 4) ergänzt
werden. Diese ermöglichen den Zugriff auf bestimmte Umfänge der Kerndaten und damit ein besseres Ver-
ständnis des Dateninhalts. Im Rahmen der Konzepterstellung wurde deutlich, dass jedes Unternehmen für
sich entscheiden muss, in welcher Granularität die Kerndaten für den digitalen Zwilling benötigt werden.
Um den klassischen PLM-Begriff nicht zu überfrachten und um Irritationen zu vermeiden, wurde für diese
erweiterten PLM-Fähigkeiten ein neuer Begriff eingeführt: Shared digital Enterprise Services (SdES).
Eine zentrale Rolle für die Prozesseffizienz spielt die digitale Durchgängigkeit. Die Anwender benötigen zum
Beispiel die Fähigkeit, Kerndaten aus dem initialen Systems Engineering, wie die Anforderungen mit den
einzelnen Domänen Mechanik, E/E und Software, über unterschiedliche Autorensysteme auszutauschen,
diese Kerndaten durchgängig in Simulationsanwendungen zu nutzen oder die Autorensysteme bei einem
neuen Projekt oder Programm mit einem konsistenten Datensatz zu befüllen. Dazu sind weitergehende
PLM-Fähigkeiten erforderlich, an denen beispielsweise Airbus seit zehn Jahren intensiv arbeitet.
Parallel dazu ermöglicht die Digitalisierung neue Fähigkeiten, um aus den Kerndaten, durch systematische
semantische Auswertungen, zusätzliches Wissen abzuleiten. Das ist beispielsweise wichtig, um digitale
Simulationsmodelle mit Hilfe von Daten aus der realen Welt kalibrieren zu können. So kann es beispiels-
weise passieren, dass eine hochempfindliche Messelektronik aufgrund von Fertigungstoleranzen in der
Produktmontage nicht so ideal ausgerichtet wurde, wie es das zugrundeliegende 3D-Modell des Produkts
erfordert hätte. Eine Messung oder Kalibrierung des realen Produkts könnte somit ins digitalen 3D-Modell
rückgespielt und nachgebildet werden, um wahlweise zulässige Toleranzgrenzen zu definieren oder digitale
Impact-Analysen durchzuführen.
Quelle: Airbus Defence & Space, Airbus Group
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Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Die Shared digital Enterprise Services erlauben eine durchgängige Digitalisierung der Geschäftsprozesse
und den Aufbau vernetzter Prozessketten und zugleich neuer, datengetriebener Geschäftsmodelle. Sie sind
die Grundlage für die Umsetzung eines nachhaltigen und skalierbaren Digitaler-Zwilling-Konzepts, mit dem
unterschiedliche Anwendungsfälle unterstützt werden können.
Der digitale Zwilling repräsentiert eine reale Entität
Der digitale Zwilling wird generell als digitales oder virtuelles Abbild einer realen Entität definiert, bei dem
es sich um ein Produkt, einen Service, einen Prozess oder auch um eine Person oder Organisation handeln
kann. In der Consumer-Welt von Amazon & Co. ist diese Realität meist schon vorhanden und wird lediglich
digital erweitert oder abgebildet. Mit jeder Suchanfrage über Google, jedem gestreamten Musiktitel und
jedem Online-Kauf vervollständigt sich im Hintergrund unser digitales Profil. Von den digitalen Champions
haben wir gelernt, dass diese digitalen Avatars einen Mehrwert darstellen, weil sich daraus Wissen ableiten
lässt, um Vorhersagen über unser Verhalten zu treffen. Digitale Zwillinge können nicht nur mit ihrem realen
Gegenstück, sondern auch, wie die Entitäten der realen Welt, mit anderen digitalen Zwillingen interagieren.
Im Gegensatz dazu nimmt in der Welt der komplexen technischen Systeme der digitale Zwilling in seinen
virtuellen Umrissen bereits Gestalt an, bevor das reale Objekt existiert. Der digitale Zwilling ist somit am
Beginn der Produktentwicklung eher eine Vorhersage über ein zukünftiges System/Systemverhalten.
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Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Es gibt nicht den einen digitalen Zwilling
Der digitale Zwilling eines technischen Systems besteht aus den Kerndaten, wie sie aus den Autorenwerk-
zeugen in Form von beschreibenden Modellen erzeugt werden. Diese werden beliebig erweitert etwa
durch Zusatzdaten, mit denen analytische Modelle initialisiert werden, sowie den Zeitdatenreihen (Ergeb-
nissen) aus bestimmten Tests. Diese drei Datentypen (beschreibende Daten, analytische Daten, Ergebnis-
daten) gibt es seit vielen Jahren. Was im Zuge der Digitalisierung neu hinzukommt ist ihre Verknüpfung,
entweder automatisch oder durch spezialisierte Data Scientists.
Es gibt in komplexen Systemen üblicherweise nicht nur den einen digitalen Zwilling. Vielmehr bestehen und
entstehen über den gesamten Lebenszyklus eine ganze Menge von digitalen Abbildern, die aufeinander
aufbauen, gemeinsame Schnittmengen an Daten haben und über die konzeptionellen Datenmodelle und
andere Shared Services zusammengehalten werden.
8Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Der digitale Zwilling begleitet den Produktlebenszyklus
Der digitale Zwilling nimmt im Laufe des Produktentstehungsprozesses Gestalt an. Er exisitiert initial als
„as designed“-Ausprägung eines künftig existierenden physischen Systems. Dieser Zwilling ist weitge-
hend identisch mit dem, was andere Autoren als digitalen Master bezeichnen, das heißt, eine vollständige
Beschreibung des späteren Produkts mit allen Informationen, wie es aussehen und sich verhalten soll.
Entsprechend dazu gibt es den „as planned“-Zwilling der Produktionsanlagen und -logistik, der benötig
wird, um die Systeme zu fertigen und zu montieren. Aus beiden Zwillingen fließen Informationen in die
„as built“-Zwillinge der tatsächlich gebauten Systeme ein. Neben der eigentlichen Konfiguration enthal-
ten diese Zwillinge auch Informationen aus der Produktion wie beispielsweise die eingesetzten Produk-
tionsmittel und -verfahren oder Abweichungen bei der Montage, die im Bereich der Toleranz liegen, aber
vielleicht das spätere Verhalten beeinflussen können. Zugleich sind sie die Basis für die „as operated“-
Zwillinge, die die Betriebsdaten und Informationen über Service-Maßnahmen, Bauteilwechsel oder Up-
grades erfassen. Wichtig ist, dass die digitalen Zwillinge aufeinander aufbauen beziehungsweise auseinan-
der hervorgehen und durchgängig miteinander verlinkt sind.
9 www.prostep.com | www.3DSE.deDer Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Unterschiedliche Anwendungsfälle des digitalen Zwillings
Abgesehen von den verschiedenen, phasenspezifischen Phänotypen des digitalen Zwillings, gibt es unter-
schiedliche Ausprägungen in Abhängigkeit von den zu unterstützenden Anwendungsfällen. Wichtig ist zu
betonen, dass es sich um Ausprägungen eines generischen digitalen Zwillings handelt und nicht um losge-
löst voneinander existierende Digitaler-Zwilling-Anwendungen. Im Rahmen der Studie wurden bei Airbus
und anderen Unternehmen unterschiedliche Anwendungsfälle untersucht, um ein besseres Verständnis zu
entwickeln, wie die Daten fließen müssen und welche Fähigkeiten erforderlich sind, um die Datenflüsse zu
ermöglichen. Die Bandbreite der untersuchten Use Cases reicht von Product as a Service-Anwendungen,
bei denen der digitale Zwilling in Verbindung mit den Betriebsdaten die maximale Verfügbarkeit und Aus-
fallsicherheit der Anlagen gewährleistet, über die Optimierung von Fertigungslinien und Over-The-Air-Up-
dates von Fahrzeugfunktionen bis zur Erfassung der „as manufactured“-Daten oder der datengetriebenen
Fabriksteuerung. Die Erkenntnisse aus der Analyse der einzelnen Use Cases wurden anhand der möglichen
Integration und Unterstützung durch die Gesamtarchitektur validiert. Die Shared digital Enterprise Services
sind so anzulegen, dass alle relevanten Cases unterstützt werden und eine weitere Skalierung möglich ist.
10Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Informationsflüsse zwischen den digitalen Zwillingen
Das Beziehungsgeflecht zwischen den digitalen Zwillingen technischer Systeme mit einer Vielzahl von mög-
lichen Anwendungsfällen ist hochkomplex. Zwischen den verschiedenen Zwillingen müssen Informationen
entlang des Lifecycles fließen, um die idealisierten Eigenschaften des Design-Zustands mit Fertigungsinfor-
mationen abzugleichen und zum Beispiel im „as built“-Zwilling die exakte Position eines Sensors einzutra-
gen, die von der Idealposition im „as designed“-Zwilling abweichen kann. Es geht also darum, die digitale
Durchgängigkeit und ein stetiges Wechselspiel zwischen realer und digitaler Welt herzustellen. Welche
konkreten Eigenschaften zurückgespielt werden, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab, der mit dem
digitalen Zwilling unterstützt werden soll. Das prinzipielle Konzept bleibt davon jedoch unberührt.
Wichtig ist auch das Rückspielen von Informationen aus dem laufenden Betrieb, etwa wenn ein Flugzeug
nach einer harten Landung vermessen wird, um festzustellen, was sich verzogen hat um die Auswirkungen
auf das Flugverhalten simulieren zu können. Dazu ist es erforderlich, seriennummernspezifisch die Eigen-
schaften nachverfolgen zu können. Im Sinne des Closed Loop-Engineerings muss außerdem gewährleis-
tet sein, dass mögliche Probleme einer ausgelieferten Produktkonfiguration bis zu einer Design-Baseline
zurückverfolgt werden können. Die Verbindung zwischen den verschiedenen digitalen Zwillingen ist die
Voraussetzung für die Sicherstellung der Rückverfolgbarkeit.
Ein Großteil der Wertschöpfung in Luft- und Raumfahrt, aber auch in anderen Branchen, entfällt heute auf
die Supply Chain. Wie effizient der digitale Zwilling für welche Anwendungsfälle eingesetzt werden kann,
hängt davon ab, ob und wie die Zulieferer ihre digitalen Daten bereitstellen. Die Zulieferer müssen deshalb
in die Digitaler-Zwilling-Strategie einbezogen werden. Das kann dazu führen, dass der digitale Zwilling am
Ende in einer föderierten Architektur in der Cloud lebt, in der zwar alles nachvollziehbar, aber nicht alles
für alle Beteiligten sichtbar ist.
11 www.prostep.com | www.3DSE.deDer Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Referenzmodell für Shared digital Enterprise Services
Aufbauend auf den Erkenntnissen aus den verschiedenen Anwendungsfällen konnte gemeinsam mit den
Experten von Airbus ein Referenzmodell für die Shared digital Enterprise Services entwickelt werden, das
die Konvergenz der bestehenden und neu hinzu kommenden PLM-Fähigkeiten gewährleistet. Es macht die
Kerndaten unabhängig von den Autorensystemen (gelbe Schicht) in einem integrierten Viewer zugänglich.
Unterste Schicht dieser Shared Services ist die Semantic App Integration, die die digitale Durchgängigkeit
der Kerndaten gewährleistet und die Zusammenhänge zwischen den Lebensphasen einer einzelnen Pro-
duktentwicklung, zugleich aber über auch über mehrere Produkte/Programme herstellt. Die Beziehungen
zwischen den Kerndaten aus unterschiedlichen Autorensystemen werden in systemneutralen Datenmo-
dellen abgebildet, die auch Funktionen enthalten, um die Modelle mit Inhalten zu befüllen. Es gibt eine
zentrale Datenbank, in der die systemübergreifend genutzten Daten gepflegt werden.
Die Configuration Referencial genannte Schicht umfasst im Wesentlichen die bestehenden PDM/PLM-
Funktionen, die auf der Ebene der Dateien und Dokumente die Konsistenz der Konfigurationen sicher-
stellen. Die Raw Data Storage-Schicht dient der Unterstützung der Digitalisierung und sammelt alle Daten
aus Engineering, Test, Fertigung, Betrieb etc., zwischen denen mit Hilfe der Semantic Data Integration
dann Zusammenhänge für bestimmte Anwendungsfälle hergestellt werden können. Darüber hinaus sieht
das Referenzmodell Werkzeuge und Methoden für eine weitergehende, KI-basierte Auswertung der Daten
vor. Die Workflows zur Nutzung der Shared Services sollten dem Umstand Rechnung tragen, dass die Pro-
duktentwicklung zunehmend agilen Methoden folgt.
Der digitale Zwilling lebt als Informationsstruktur in den verschiedenen Schichten des Shared digital Enter-
prise Services-Modells, während sich die eigentlichen Informationen über unterschiedliche Autoren und
Verwaltungssysteme verteilen und bei Bedarf herangezogen werden. Würde man die Engineering-Daten
nur in den Autorensystemen halten, ließen sich beispielsweise keine Bezüge zu den Fertigungsinformatio-
nen herstellen, die möglicherweise Auswirkungen auf das Systemverhalten haben. Je nachdem, was man
mit dem digitalen Zwilling machen möchte, sind andere PLM-Fähigkeiten erforderlich. Heute sind diese
Fähigkeiten eng mit bestimmten Systemen verknüpft, sodass es meist nicht ohne Weiteres möglich ist, mit
dem digitalen Zwilling eines bereits produzierten/betriebenen Systems eine Analyse durchzuführen.
Quelle: Airbus Defence & Space, Airbus Group
12Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Von großer Bedeutung ist der konsistente Zugriff auf die Daten in dieser föderierten Systemarchitektur. Der
Schlüssel dazu ist die End to End Viewing-Schicht, die über eine klare Organisationsstruktur und Google-
ähnliche Suchfunktionen den Einstieg vereinfacht. Es handelt sich nicht ausschließlich um ein Cockpit, son-
dern zugleich um eine sehr leistungsfähige Suchmaschine, die für jede Person und Rolle, entsprechend
ihrer Präferenzen, die Wahl eines anderen Einstiegspunkts ermöglicht.
Die Shared Services als Rahmen für den digitalen Zwilling
Quelle: Airbus Defence & Space, Airbus Group
Um den digitalen Zwilling für komplexe technische Systeme bereitstellen zu können, ist eine gewisse Or-
ganisationsstruktur für die unterschiedlichen Aktivitäten erforderlich. In einigen Fällen müssen neue oder
alternative Datenflüsse etabliert werden, um die digitalen Repräsentationen aktuell zu halten. Der Rahmen
für diese Organisationsstruktur sind die in diesem Whitepaper vorgestellten Shared digital Enterprise Servi-
ces. Sie bilden eine komplexe Infrastruktur hinter den Autorenwerkzeugen. Ihre wesentlichen Bestandteile
und Eigenschaften sind im rechten Teil des obigen Diagramms dargestellt.
Ein zentrales Thema für die Akzeptanz digitaler Tools ist die User Experience, das heißt, insbesondere die
Frage, wie die benötigten Informationen einfach und ansprechend aufbereitet werden können. Konzepti-
onelle Datenmodelle sind der Schlüssel zur Bewahrung der semantischen Konsistenz. Sie zu beherrschen
ist eine Aufgabe, die man nicht den Vendoren der Autorensysteme überlassen kann. Die PLM-Systeme
haben in diesem Framework ihren festen Platz als Konfigurationsreferenz, zumindest für die Anwender der
Autorensysteme.
13 www.prostep.com | www.3DSE.deDer Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
Der digitale Zwilling wird zum beherrschenden Thema
Nicht nur im Sektor Luft- und Raumfahrt, sondern auch in der Automobilindustrie und anderen Branchen
ist die Bereitstellung des digitalen Zwillings eine wesentliche Zielstellung vieler Digitalisierungsinitiativen.
Siegmar Haasis, CIO R&D des Automobilherstellers Daimler, nannte ihn einmal die Königsdisziplin der Di-
gitalisierung. Nicht alle Unternehmen verfolgen ein ähnlich umfassendes Digitaler-Zwilling-Konzept wie
Airbus. In einer frühen Stufe versuchen die Unternehmen oftmals mit einzelnen Anwendungsfällen Mehr-
werte zu generieren. Ohne ein Gesamtkonzept besteht jedoch die Gefahr, dass diese einzelnen Digitaler-
Zwilling-Anwendungen Insellösungen bleiben und datentechnisch auseinanderlaufen.
Bei der Entwicklung eines Gesamtkonzepts sollten die Anforderungen unterschiedlicher Anwendungsfälle
von Anfang an berücksichtigt werden, auch wenn sie schrittweise und iterativ umgesetzt werden. Die Un-
ternehmen müssen in der Lage sein, Daten aus vielen verschiedenen Quellsystemen aufzubereiten und zu
aggregieren, um sie in einem generischen digitalen Zwilling bereitstellen zu können. Dazu muss auch die
Frage der Datenhoheit im Unternehmen und im erweiterten Unternehmensverbund geklärt werden.
Quelle: Daimler AG, Hr. Oliver Markovic, 5. Linked Data Day
der CONWEAVER GmbH, Darmstadt am 17.05.2019
Quelle: Fraunhofer IPK/Technische Universität Berlin, Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark,
5. Linked Data Day der CONWEAVER GmbH, Darmstadt am 17.05.2019
14Der Digital Twin als Sprungbrett für die Digitalisierung
3DSE und PROSTEP: Partner für den digitalen Zwilling
Strategieebene Shared digital Enterprise Services Anwendungsebene
Geschäftsmodellanalyse PLM-Fähigkeiten & Architektur Konkrete Anwendungsfälle
F&E-Fähigkeiten Konzept einer digitalen digitaler Zwilling
Portfolio, Organisation & Prozesse Enterprisearchitektur Analyse der passenden
Darstellung der Lösungsplattform Technologien
Ableitung einer Digitaler-Zwilling-
Geschäftsstrategie Datenanalyse in Entwicklung,
Fertigung und Betrieb
Das Whitepaper macht deutlich, dass der digitale Zwilling ein Nicht alle Unternehmen haben die Ressourcen, ein so umfas-
hochkomplexes und durchaus unternehmensspezifisches The- sendes Gesamtkonzept der digitalen Enterprise-Architektur
ma ist. Es erfordert neue Konzepte einer digitalen Enterprise- zu entwickeln, wie wir das für Airbus getan haben. Trotzdem
Architektur, die Unternehmensstrategie und Anwendungsebe- sollten sie die strategische Dimension des digitalen Zwillings
ne miteinander verbindet. Shared digital Enterprise Services nicht aus den Augen verlieren. Wir empfehlen, sich dem The-
erweitern die klassische PLM-Landschaft und stellen die Fähig- ma aus zwei Richtungen zu nähern: zum einen aus Sicht der
keiten zur Unterstützung unterschiedlicher Anwendungsfälle Geschäftsmodelle und Business-Anforderungen, die sich unter
für den digitalen Zwilling entlang des Produktlebenszyklus be- dem Einfluss des digitalen Zwillings möglicherweise verändern
reit. Welche Fähigkeiten konkret benötigt werden, hängt dabei werden. Zum anderen aus Sicht der Anwender beziehungs-
vom Digitaler-Zwilling-Konzept und den Prioritäten des jeweili- weise der möglichen Anwendungsfälle. Viele Unternehmen
gen Unternehmens ab. sammeln in Entwicklung, Fertigung und Betrieb heute schon
Unmengen an Daten, ohne sie jedoch für den digitalen Zwilling
Digitale Zwillinge verbessern die operationale Effizienz in nutzbar zu machen. Wir helfen ihnen durch ein transparentes
Entwicklung, Fertigung, Vertrieb und Service. Sie befähigen und klar strukturiertes Vorgehen, dieses Potential zu heben.
zur Entwicklung neuer Geschäftsmodelle durch innovative
Product as a Service-Angebote. Deshalb sollten sich alle Her- Als externe Berater unterstützen 3DSE Management Consul-
steller komplexer Produkte darüber Gedanken machen, wie sie tants und die PROSTEP AG Unternehmen beim Aufbau einer
ihre Produkte und Prozesse durch digitale Zwillinge unterstüt- zur Organisation, den Prozessen und dem Produktportfolio
zen können. Selbst Komponentenlieferanten werden auf Dau- passenden digitalen Enterprise-Architektur für die Umsetzung
er nicht umhinkommen, digitale Zwillinge ihrer Komponenten konkreter Anwendungsfälle. Umsetzung und Rollout der Kon-
aufzubauen, weil ihre Kunden sie in das Gesamtprodukt inte- zepte werden durch ein gezieltes und qualifiziertes Change-
grieren möchten. Management auf allen Unternehmensebenen unterstützt, um
maximale Umsetzungsfähigkeit, Akzeptanz und zeitnahe Wert-
Die Entwicklung eines nachhaltigen Digitaler-Zwilling-Konzepts schöpfung zu erreichen.
ist eine Herausforderung, die Fachbereiche und IT idealer-
weise gemeinsam bewältigen sollten. Einerseits müssen die Aus zahlreichen erfolgreichen Projekten wissen wir, wie etab-
Unternehmen Innovationstreiber sein und Technologien wie lierte Unternehmen aber auch innovative Start-ups das Thema
Artificial Intelligence, Cloud Computing, Augmented Reality digitaler Zwilling angehen. Prozesswissen, Organisationsent-
etc. verstehen, die heute eine wachsende Vielfalt von Digtaler- wicklung und langjährige Expertise auf dem Gebiet der digi-
Zwilling-Anwendungen befähigen; andererseits müssen sie talen Transformation fließen nun in gemeinsame Kundenpro-
sich mit der Frage beschäftigen, welche konkreten Anwen- jekte ein.
dungsfälle für ihr Geschäftsmodell und Produkt den größten
Nutzen versprechen und welche Anforderungen in punkto
digitaler Zwilling vom Markt und von ihren Kunden künftig an
sie herangetragen werden.
Gemeinsames Angebot
Digitale Zwillinge aus Strategie und den Anwendungsfällen heraus analysieren und daraus die passende digitale
Enterprisearchitektur ableiten
3DSE und PROSTEP kennen die Konzepte und Ansätze von vielen anderen Unternehmen und können ein
passendes Konzept für Ihr Unternehmen erarbeiten
Der digitale Zwilling ist eines der zentralen erfolgskritischen Zukunftsthemen. Wir helfen Ihnen ein tragfähiges
Gesamtkonzept zu entwickeln, erste konkrete Anwendungen zu entwickeln und den Nutzen schrittweise zu erschließen.
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